研究地下水的学科。研究大气圈、水圈、岩石圈、生物圈及人类活动相互作用下，地下水的数量和水质时空变化规律，以及研究利用地下水资源或防治其危害的学科。

地下水是宝贵的资源，重要的生态环境因子与灾害因子，活跃的地质营力和重要的信息载体。

地下水由于其水质良好、分布广泛、变化稳定、便于应用，是理想的供水水源，在干旱地区甚至是唯一的生活、生产用水。富集盐分、含有特殊成分，具有较高温度的地下水，可用于医疗保健、提取有用元素或开发热能。

地下水是十分敏感的生态环境因子。过度开发或抽排地下水，以及修建各种水利工程，会使地下水水位大幅度下降或上升，从而引起地面沉降，土地沙化，湿地退化，海水入侵，建筑物地基浸没和强度降低，矿产浸没，以及土壤盐渍化、沼泽化等一系列问题。增大地下水水力坡度，还将改变边坡岩（土）体的渗流场，引起地基土层产生渗透变形，从而导致边坡及建筑物地基破坏，引发地面塌陷。

作为地质营力，地下水积极参与喀斯特作用、成壤作用、风化作用、岩浆作用、变质作用及成矿作用。

地下水是重要的信息载体。井孔水位、化学组分、气体组分的变化，可作为地震预报的辅助标志。地下水及其沉淀物的化学组成，有助于找矿、恢复古水文地质条件、了解地球深层圈特征。

利用含水层储能，利用弱透水层储存核废料及其他废料，利用包气带渗滤处理污水，是当前水文地质研究的热门课题。

打井取水使人类摆脱了“逐水而居”的局限，意味着水文地质学的萌芽。中国浙江余姚河姆渡遗址发现的5 700年前的水井，公元前250年左右在四川开凿深达100多m的卤水开采井，说明了中国先民早期的水文地质意识。1856年，法国水利工程师达西（H.Darcy）通过砂土实验得出达西定律（渗透定律），标志着水文地质学进入奠基时代。20世纪中叶，水文地质学已有了比较完整的理论与方法，成为一门成熟的学科。此后，随着计算机技术、遥感技术、数学地质方法、同位素技术、地理信息系统，以及系统理论、管理决策理论的引入，开始了以生态环境问题为主要研究方向的现代水文地质学的新阶段。

由地质学与水文学、水力学交叉渗透形成的水文地质学，已形成一系列分支：水文地质学基础、地下水动力学、水文地球化学、区域水文地质学、水文地质调查方法、古水文地质学、供水水文地质学、矿床水文地质学、农业水文地质学、环境水文地质学等。围绕生态环境问题的研究，一系列新的水文地质学分支正在形成中。

当前水文地质学的一些薄弱环节，也将是其未来发展的方向，其中包括：包气带水盐运移与数学模拟、裂隙水与喀斯特水的特性及其数学模拟、地下水中溶质运移规律与数学模拟、水岩相互作用、地球深层圈的水文地质条件等。

水文地质学是水利工程建设中重要的基础科学。水资源的综合开发利用，农业灌溉工程，供、排水工程，渠道工程，堤防工程，大坝工程，都与水文地质科学有密切关系。因此，应用水文地质学的原理和方法进行工程勘察地区水文地质条件的研究，是工程地质勘察的重要任务。查清与各类工程建筑物相关的水文地质条件，是保证建筑物安全和正常运行的重要基础工作。